Capí Capí tulo tulo
12
CRITERIOS
_./ 1.
DE SELECCION
INTRODUCC INTRODUC CION
2.
Uno de los gr upo upos de vari ria ables co cont ntr r olab ablles por por los técniicos en las voladur as es el cons técn onstituido tituido por los ex plosivos. plosivo s. La elecc ección ión de del tipo de explo explossivo f orma orma parte impo mpor r tante tante de del dise seño ño de un una a vola oladu dura ra y, por consi consi .:» guiiente gu te,, de los res result ulta ados a obte obten ner . Los usuar ios de expl xplosi osivvos a menudo ca caen en en la rutitina ru na y en en el es esp pej ejiismo de uno unoss co cosstes mín míniimos de .! ar ran ran"ue sin ten tener en cuenta tod toda un una a se ser ie ie de f act actore oress "ue son neces necesar ios anali#ar par a una co corr rr ecta ecta sel selec ción ón$$ pr ecio ecio del expl explos osiivo, di di% %me mettr o de car ga, ca car r acte acte rísti rí sticas cas de la roca, roca, volu lumen men de roca a volar volar , presencia de agua agua, co cond ndicio icion nes de segur segur idad, idad, atmósferas ex exp plo sivas y pro rob blemas de suministro. J
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DE EXPLOSIVOS
PREC PRE CIO DEL EX EXPLOS PLOSIIVO
&l coste de del expl xplosi osivvo es evi e viden denttem ement ente e un cri critterio de selecció elección n mu muyy impor impor tant nte e. &n pri rin ncipi cipio o, 'ay "ue "ue ele el egir el exp expllosivo m%s bar ato con el "ue se es capa pa## de r eali#ar un tr aba j jo o deter min ina ado. Los precios compara comparatitivvos de los ex exp plos osiv ivos os por uni uni dad da d de d e pes eso o, tom toma and ndo o co como mo r eferen eferencia el (ititr r ato )mó nico,, se indi nico indican en la *i *ig. g. +.+, elabora elaborada da a par par tir de la de r ig't +/01 0122. 3e ob observa "u "ue el exp explosi losivvo m%s bara baratto es el el ) )( (*4, "ue llega a sup suponer un co con nsu sum mo tot ota al en enttre el 50 y el el seg5n n los países. países. 4tros atr atr activos activos de este agen entte 80%, 80 %, seg5 explosivo son la seguridad, seguridad, la facilid facilidad de almacena-
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P r ec i os com parat iv o s de l os e x pl osi vo s i ndustr iales.
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miento, tr ansporte y manipulación, así como la posibi lidad de la car ga a granel. ;ero, a pesar del ba jo pr ecio, el )( *4 presenta algu nos inconvenientes como son su mala resistencia al agua y su ba ja densidad. )l 'ablar del precio de los explosivos ser ía m%s co r recto 'acer lo expr esando éste por unidad de ener gía disponible ;8)!Mcal2 "ue por unidad de peso ;8)!Mg2, pues en definitiva los r esultados de las vo laduras dependen de la energía destinada a la f rag mentación y espon jamiento de la r oca. ;or otr o lado, no 'ay "ue olvidar "ue el objetivo de las voladuras es reali#ar el ar r an"ue con un coste mí nimo, y "ue en rocas duras la per for ación es una ope
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r ación muy onerosa "ue puede llegar a compensar am pliamente la utili#ación de explosivos caros.per o m%s potentes, o cargas selectivas f or madas por un explo sivo denso y de alta ener gía en el f ondo y otro menos denso y de ener gía media en la columna.
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*ig. +.R. Relac i ones ent r e l as PRP y l as PRV de distint as c ombi nac i ones d e e x pl osivos de ANFO, emulsi ón y ANFO Pesado con d i er entes adiciones d e aluminio.
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de per or ac ión y voladura en r oc as duras para dist i nt as alternativ as de c ar! a.
fer ible, a pesar del mayor pr ecio, emplear 'idroge les o dinamitas encartuc'adas. )sí pues, desde un punto de vista económico, el mejor explosivo no es el m%s bar ato sino a"uel con el "ue se consigue el menor coste de voladur a. 1&
;ar a un diseño geométrico de voladura f ijado, utili #ando un di%metro de bar r eno dado, el menor coste se obtendr % empleando un explosivo "ue pr opor cione la potencia r e"uerida al menor coste por unidad de longi- V tud de bar reno car gada. La posible elección del pr oduc to explosivo se muestra en la *ig. +.R. "ue pr esenta la r elación entr e ;otencia 7elativa en ;eso y ;otencia 7elativa en >olumen de dif er entes tipos de )(*4, emulsiones y )(*4 ;esado alumini#ados y no alumini #ados. &sta f igur a también muestr a cuando pueden usarse los distintos explosivos en bar renos con agua, secos o desaguados. ;ara una ;otencia 7elativa en >olumen dada, la *ig. +.R. r efleja "ue 'ay una amplia gama de explosivos "ue pueden elegirse par a un es"uema de voladur a dado.
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&ntr e A@ y +@@ mm el )(*4 es adecuado en las voladur as en banco como car ga de columna y en las voladuras de inter ior aumentando la densidad 'asta un @J con car gador as neum%ticas y ceb%n dolo de f or ma efectiva. 6uando se usan 'idrogeles, tanto a cielo abierto como en inter ior , éstos son gener almente encar tu c'ados y sensibles al detonador . ;or encima de los +@@ mm, no existen problemas con el )(*4, aun"ue en r ocas dur as es pr efer ible diseñar las columnas de for ma selectiva y con un buen sistema de iniciación. &n los calibres gr andes con las difer entes me#clas explosivas a granel )(*4, 'idr ogeles, emulsiones y )(*4 pesado2 es muy económico reali#ar la carga con medios mec%nicos. ;or 5ltimo, los explosivos gelatinosos y pulverulen tos encar tuc'ados se siguen usando en di%metr os pe "ueños, per o en calibr es de tipo medio est%n siendo sustituidos por los 'idr ogeles y emulsiones encar tuc'a das.
W.
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Las propiedades geomec%nicas del maci#o rocoso a volar conf orman el grupo de variables m%s impor tante, no sólo por su inf luencia dir ecta en los resultados de las voladuras sino adem%s por su interrelación con otr as variables de diseño. 3i se clasif ican las rocas en cuatr o tipos, los cr iterios de selección recomendados son$ W.+. 7ocas masivas resistentes ,/
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&n estas f ormaciones las fr actur as y planos de debi lidad existentes son muy escasos, por lo "ue es nece sar io "ue el explosivo cr ee un mayor n5mero de super ficies nuevas bas%ndose en su &nergía de 8ensión X&8'. Los explosivos idóneos son pues a"uellos con una elevada densidad y velocidad de detonación$ 'i drogeles, emulsiones y explosivos gelatinosos.
W.. 7ocas muy fisuradas .!
Los explosivos con una alta Y&8Y tienen en esos maci#os muy poca inf luencia sobr e la fragmentación f inal, pues cuando se empie#an a desarrollar las grietas radiales éstas se interr umpen r %pidamente al ser inter sectadas por fr acturas preexistentes. ;or ello, inter e san explosivos "ue posean una elevada &ner gía de los Bases Y&Q .., como es el caso del )(*4.
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W.R. 7ocas conf ormadas en blo"ues
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&n los maci#os con un espaciamiento grande entre discontinuidades "ue conforman blo"ues volumino sos in-situ y en los ter renos donde existen grandes bolos dentro de matrices pl%sticas, la f ragmentación est% gobernada f undamentalmente por la geometr ía de la voladura y en menor gr ado por las pr opiedades del explosivo. &n estos casos se aconse jan explosivos con una r elación X&8!&Q e"uilibrada, como pueden ser el )L)(*4 y el )(*4 ;esado. Z
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W.W. 7ocas por osas &n este tipo de rocas se produce una gr an amorti guación y absorción de la X&8Z , reali#%ndose pr%cti camente todo el traba jo de r otur a por la Y&Q ... )dem%s de seleccionar los explosivos idóneos, "ue ser %n a"uellos de baja densidad y velocidad de detonación como el )(*4, se recomiendan las siguientes medidas para r etener los gases dentro de los barr enos el mayor tiempo posible$ . 6ontr olar la longitud y mater ial de retacado :imensionar la piedra cor re ctamente 6ebar en f ondo
.!
7educir la ;resión de Qar re no, mediante el desa coplamiento de las cargas o adición de mater iales inertes. )(*4;32.
*igur a +.W. "el ección de explosiv os en unción de las pro pi ed ades !eomec #nic as de los maci $o s rocosos % &r ad' ' &ro(n, )*+ -.
A. >4LU=&( :& 746) ) >4L)7 Los vol5menes de excavación a r eali#ar y ritmos de traba jo marcan los consumos de explosivo a efectuar dentr o de las oper aciones de arr an"ue. &n las obr as de mayor enver gadura las cantidades de explosivo pueden llegar a aconse jar su utili#ación a granel, ya "ue posibilitan la carga mecani#ada desde las propias unidades de transpor te, se r educen los costes de mano de obra dedicada a dic'a oper a ción y se apr ovec'a mejor el volumen de roca per f orado.
1. 64(:<6<4(&3 )8=43*&7<6)3 Las ba jas temperatur as ambientales inf luyen fuer temente en los explosivos "ue contienen (B, ya "ue tienden a congelar se a temperaturas infer ior es a BOC . ;ara solventar este pr oblema se utili#an sustancias como el (itroglicol "ue 'acen "ue el punto de con gelación pase a -@[6. Las altas temper aturas también dan lugar a incon venientes "ue 'acen el manejo del explosivo peli groso como es el caso de la denominada exudación. 6on el desarrollo de los 'idrogeles, esos r iesgos 'an desapareeido pr%cticamente, aun"ue con el fr ío los encar tuc'ados se 'acen m%s insensibles y se precisa una mayor ener gía de iniciación. &l )(*4 tampoco se ve afectado por las bajas temperatur as si el cebado es ef iciente, per o en ambientes calur osos es pr eciso controlar la evaporación del combustible lí"uido. 1&(
PRESENCIA DE AGUA
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6uando el )(*4 se encuentra en un ambiente "ue le aporta una 'umedad superior al +@J se produce su alteración "ue impide la detonación de la me#cla explosiva. )sí, cuando los bar re nos contengan agua se I;roceder % de las siguientes for mas$ -
-
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3i la presencia de agua 9* pe"ueña, el )(*4 tr i turado se encartuc'ar% dentr o de fundas de pl%s tico, alcan#%ndose densidades próximas a +,+ g!cm+. &l cebado deber% ser axial, pues de lo contrar io si uno de los car tuc'os resulta dañado y su carga alterada se interrumpir% la detonación dentro de la columna. 3i la cantidad de agua alojada es mayor y no es pr acticable el procedimiento anterior se puede ef ectuar el desagNe de los bar re nos con una bomba e introducir a continuación una vaina de pl%stico de r esistencia adecuada y proceder a la carga del )(*4 a gr anel. 3i la afluencia de agua a los bar renos impide el desagNe, se pueden utili#ar explosivos como los 'idrogeles y emulsiones a granel, bombe%ndolos o ver tiéndolos, o explosivos gelatinosos e 'idrogeles encartuc'ados. &n este 5ltimo caso la altura "ue alcan#aría el agua se puede estimar con la si guiente expr esión$
donde$
)ltura final del agua.
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)ltura inicial del agua. :i%metr o del bar reno.
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.
:i%metro del cartuc'o de explosivo.
&n los casos de poca agua o bombeo viable, el )(*4 ;esado 'a abierto unas nuevas expectativas de abara tamiento de las voladuras.
8.
PROLEMAS DE ENTORNO
Las pr incipales per turbaciones "ue inciden sobr e el %r ea próxima a las voladuras son las vibraciones y onda aérea. :esde el punto de vista del explosivo, a"uellos "ue presentan una elevada X&8Y son los "ue dan lugar a un mayor nivel de vibr aciones. )sí, si es factible, ser % me jor utili#ar )(*4 "ue 'idr ogeles. &l seccionado y secuenciado de cargas se puede reali#ar también con explosivos a granel y encartuc'ados aplicando dife r entes técnicas de iniciación. 1&8
*oto +.+
mpleo d e /idro!el vert i ble en barr enos c on a!ua.
&n cuanto a la onda aér ea, se recomienda "ue el explosivo tenga una r elación X&8!&QY e"uilibrada y sobre todo "ue se contr ole el diseño geométrico de la voladur a.
9.
!UMOS
)un"ue muc'os explosivos est%n pr eparados para "ue tengan un e"uilibrio de oxígeno "ue maximice la ener gía desarrollada y minimice los gases tóxicos de detonación, es inevitable la f ormación de 'umos noci vos con un cierto contenido en gases nitr osos y 64. Los 'umos inter vienen como criterio de elección sólo en los trabajos subterr%neos y es preciso señalar "ue m%s "ue un problema propio del explosivo suele ser un pr oblema de insuf iciencia de ventilación de las labores. La presencia de fundas de pl%stico, di%metr os de carga inadecuados o iniciaciones inef icientes pueden dar lugar a un elevado volumen de 'umos. Los 'idrogeles sensibles al detonador dan general mente gases con buenas caracter ísticas, mientras "ue con los 'idrogeles a gr anel 'ay "ue tomar cier tas pr e cauciones,lo mismo "ue con el )(*4 "ue produce una elevada concentración de gases nitrosos. Los explosivos gelatinosos son gener almente bue nos, pero no asi las dinamitas con alto contenido en ( ).
1".
CONDICIONES
DE SEGURIDAD
Un punto de e"uilibr io, a veces no f %cil de logr ar en un explosivo,es el binomio sensibilidad-seguridad. Los ..! explosivos gelatinosos tienen una alta sensibilidad, per o si en la pila de escombro "ueda por alg5n motivo descabe#amiento de barr enos, rotur a de cor d ón de tonante, etc.2, restos de explosivo y es necesario el .! empleo de ma"uinaria pesada$ tr actor es de orugas o excavador as, puede pr oducirse la detonación con riesgo para el per sonal de oper ación. &ste problema .! se 'a resuelto con el empleo de los 'idrogeles y emulsiones "ue son insensibles a los golpes, f riccio nes y estimulos subsónicos, pero poseen un grado .! de sensibilidad adecuada para la iniciación. 11.
.! .!
ATMOS#ERAS EXPLOSIVAS
Las excavaciones "ue se reali#an con atmósfer as potencialmente inf lamables con gris5 o polvo, tanto en minas de carbón como en otr as explotaciones met%li cas e incluso de obra p5blica, pueden dar lugar a gr an des cat%strofes si se producen explosiones secunda r ias. ;or ello, en esos pr oyectos es pr eciso ef ectuar un estudio de la atmósfer a y entorno próximo a la vola dura para tomar la decisión de utili#ar explosivos de seguridad y!o in'ibidor es en el material de r etacado.
12.
PROLEMAS DE SUMINISTRO
;or 5ltimo, 'ay "ue tener en cuenta las posibilidades reales de suministr o en f unción de la locali#ación de los trabajos y puntos de abastecimiento de los explosi vos y accesorios. )simismo, si se dispone de polvor ines propios ser% necesar io considerar los tiempos de almacenamiento y las var iaciones de las car acter ísticas explosivas de algunos de los productos.
ILlOGRA#IA
-
6743Q\, . ). y ;<(64, =. &.$ Y'en lo Use aluminium in QulM &xplosivesZ. &xplosives &ngineer ing, >ol. /. (. . Huly! )ugust. +//+. :<6], 7. ). el al.$ X&xplosives and Qlasling ;rocedur es =anualZ. U.3. Qur eau ot =ines. +/0. L4;&C H<=&(4, &. Xoladura en QancoZ. 8esis doctor al. &. 8. 3. 43$ X&xplosivos y )ccesor iosZ. +/0+. 7
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